[发明专利]用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构

说明书

本发明涉及新能源技术领域，公开了一种用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构，包括变桨风门机构、风门上卫带、风门下卫带和风门面板；变桨风门机构位于动叶转子和导叶静子的外围，动叶转子上有多个动叶片，导叶静子上有导叶片，变桨风门机构设有风门面板，多个集风段侧板布置在风门面板的外侧，动叶片、导叶片、风门面板和集风段侧板一一对应设置。风门面板呈环形分布，可转动地布置在风门上卫带和风门下卫带之间，相邻两个风门面板与风门上卫带和风门下卫带形成渐缩型通道。该变桨风门机构能够完成对垂直轴风力发电装置的变桨距调节，按照设定的工况去有效安全的调整风力发电机的功率，在暴风等极端天气状态起到保护垂直轴风力发电装置的作用。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种用于垂直轴风力发电装 置的变桨风门机构。

背景技术

随着全球气候和能源问题的日益突出，风能已经逐渐成为世界范围内 备受瞩目的新能源。风能是一种绿色的可再生的新能源，其蕴藏的能量巨 大，且分布广泛、就地可取、无需运输、利用方便。风能的利用已经从最 初的风力提水、风帆助航和风力磨面粉，发展到今天的风力发电。

随着低风速技术的创新发展，之前不具备开发价值的低风速区正成为 风电产业的热土。目前，中东部和南部地区风速为5m/s以上、并达到经济 开发价值的风资源的储量接近9亿KW。而低风速区要想具有经济开发价值 就必须使作用在风轮叶片上的风能密度达到0.08～0.17kw/m2。但是，中国 的中东部和南部地区的年平均风速在5.0-6.5m/s，也就是说，风能密度低于 0.08kw/m2无法直接利用。

发明内容

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本发明实施例提供一种用于垂直轴风 力发电装置的变桨风门机构，除了起到调节进入垂直轴风力发电装置的风 量和提高风能密度外，还起到变桨距的作用，改变风流进入动叶转子的冲 角，综合变桨风门这些功能，它有效的调节风力发电装置的功率和最佳运 行工况。大幅度有效的提高了垂直轴风力发电机组的单机功率，可达到 30MW以上。这是三叶式水平轴风力机无法比拟的，是垂直轴风力机的一 个技术上的重大突破。

为解决上述问题，本发明提供一种用于垂直轴风力发电装置的变桨风 门机构，包括：集风段侧板、风门上卫带、风门下卫带和风门面板；

所述变桨风门机构位于垂直轴风力发电装置的动叶转子和导叶静子 的外围，所述动叶转子上有多个动叶片，所述导叶静子上有多个导叶片， 所述变桨风门机构设有多个所述风门面板，多个所述集风段侧板布置在所 述风门面板的外侧，所述动叶片、所述导叶片、所述风门面板和所述集风 段侧板一一对应设置；

其中，所述风门面板呈环形分布，可转动地布置在所述风门上卫带和 所述风门下卫带之间，相邻两个所述风门面板与所述风门上卫带和所述风 门下卫带形成渐缩型通道。

进一步地，所述变桨风门机构还包括：电动执行器、导叶静子上卫带 和导叶静子下卫带；

所述电动执行器安装在所述风门上卫带上，用于对来风流进入动叶片 的风量进行调整；或所述电动执行器是安装在导叶静子上卫带上，用于改 变进入动叶片的冲角；

其中，所述导叶静子呈环形分布在所述导叶静子上卫带和所述导叶静 子下卫带之间，所述导叶静子与所述导叶静子上卫带和所述导叶静子下卫 带共同围设形成渐缩型通道。

进一步地，所述变桨风门机构还包括：集风段侧板上卫带和集风段侧 板下卫带；所述集风段侧板呈环形布置在所述集风段侧板上卫带和所述集 风段侧板下卫带之间，相邻的两个所述集风段侧板与所述集风段侧板上卫 带和所述集风段侧板下卫带共同围设形成渐缩型通道。